Ryšiai, ryšiai, radijo elektronika ir skaitmeniniai įrenginiai

Trumpa informacija apie telekomunikacijų rūšis Telekomunikacijos – tai informacijos perdavimas elektriniais signalais, sklindančiais laidais (laidinis ryšys) ir (arba) radijo signalais (radijo ryšiais). Telekomunikacijos apima ir informacijos perdavimą...

Telekomunikacijų sistema

PAGRINDINĖ INFORMACIJA APIE TELEKOMUNIKACIJUS

Informacija, pranešimas, elektrinis signalas

Apibūdinant telekomunikacijų sistemas, vartojamos šios sąvokos: informacija, pranešimas, signalas.

Informacija(iš lot. informatio – paaiškinimas, pateikimas) – informacijos apie bet kokius įvykius, reiškinius ar objektus visuma, skirta perduoti, priimti, apdoroti, transformuoti, saugoti ar tiesiogiai naudoti.

Visuomenėje yra trys pagrindinės informacijos rūšys:

Asmeninis (susijęs su tam tikrais įvykiais asmeninis gyvenimas asmuo);

Specialusis (tai apima mokslinę ir techninę, verslo, gamybos, ekonomikos ir kt.);

Masinis (skirtas didelė grupėžmonių ir platinamas per žiniasklaidą: laikraščius, žurnalus, radiją, televiziją ir kt.).

Pavyzdžiai: informacija apie draugo atvykimo laiką, informacija apie futbolo rungtynių rezultatą.

Pranešimas- perduodamos informacijos pateikimo forma.

Pranešimus galima suskirstyti į du tipus:

Nepertraukiamas (analoginis) (paimkite bet kokias reikšmes tam tikru intervalu). Pavyzdys: kalba, muzika, judantys ir nejudantys vaizdai;

Diskretus (priimti galutinis skaičius galimos vertės). Pavyzdys: tekstas, kompiuterio duomenys.

Signalas(iš lotynų signum – ženklas) – fizinis procesas, rodantis (nešantis) perduodamą pranešimą. Tai visada priklauso nuo laiko, net jei pranešimas (pvz , nejudantis vaizdas) nėra.

Savaip fizinė prigimtis yra signalų

elektrinis,

šviesa,

garsas ir kt.

Elektrinis signalas– pranešimo, skirto perduoti telekomunikacijų sistema, pateikimo forma. Elektrinius signalus galima kiekybiškai apibūdinti galia, įtampa arba srove.

Telekomunikacijų sistema

Telekomunikacijų sistema– rinkinys techninėmis priemonėmis ir platinimo aplinkos, užtikrinančios pranešimų perdavimą iš šaltinio vartotojui. Ši sąvoka apima perdavimo įrenginį, ryšio liniją ir priėmimo įrenginį.

Ryšio sistema vadinama vieno kanalo, jei užtikrina pranešimo perdavimą iš vieno šaltinio vienam gavėjui per vieną ryšio liniją. Vieno kanalo sistemos yra neveiksmingos, nes Dažnių juosta, kurioje veikia ryšio linija, yra daug didesnė už pirminių signalų spektro plotį.

1.1 pav. – Blokinė schema vieno kanalo ryšių sistemos.

Ryšio sistema vadinama daugiakanalis, jei vienu bendru ryšio linija užtikrinamas vienalaikis ir nepriklausomas pranešimų perdavimas iš kelių šaltinių keliems gavėjams.

1.2 pav. – Daugiakanalio ryšio sistemos blokinė schema.

Panagrinėkime 1.1 ir 1.2 pav. pateiktų grandinių konstrukcinių elementų paskirtį.

1 (1 i) – pranešimo šaltinis – asmuo arba techninis įrenginys, generuojantis perduodamą pranešimą a (a i).

2 (2 i) – pranešimų į signalą keitiklis – įrenginys, paverčiantis pranešimą pirminiu signalu (žemo dažnio) u(t) (u i (t)). Pavyzdžiai: perduodanti telegrafo aparato dalį, mikrofoną, šviesos signalų keitiklį ant įkrovimo prijungtų prietaisų.

3 – signalo keitiklis (siųstuvas). Vieno kanalo sistemoje tai yra įrenginys, kuris paverčia pirminį signalą antriniu signalu (aukšto dažnio). s(t), patogus perduoti per ryšio liniją. Kelių kanalų ryšio sistemoje tai yra įrenginys, kuriame pirminiai signalai paverčiami kanalo signalais, kurie vėliau sujungiami į grupės signalą, siunčiamą į ryšio liniją:

Kur s i (t) – kanalo signalai – signalai, vienareikšmiškai susiję su pirminiais signalais tu aš (t) ir turintys tam tikras savybes, leidžiančias juos atskirti registratūroje;

N– kanalų skaičius sistemoje.

2 (2 i) ir 3 elementai sudaro siųstuvą.

4 - ryšio linija - terpė, naudojama perduoti signalus iš siųstuvo į imtuvą. Yra ryšio linijos:

Laidinis (elektromagnetinis laukas sklinda išilgai nuolatinės kreipiančiosios terpės). Pavyzdžiai: Oro ir kabelių linijos, bangolaidžiai, šviesos kreiptuvai;

Radijo nuorodos ( elektromagnetines bangas paskleisti laisvoje erdvėje). Pavyzdžiai: radijo relės ir palydovinės linijos.

Eidami per ryšio liniją, elektros signalai yra veikiami triukšmo n(t) ir iškraipymo. Tai veda prie to, kad signalas ryšio linijos išvestyje z(t) ir gautas pranešimas a' (a'i) gali skirtis nuo signalo ryšio linijos įėjime ir siunčiamo pranešimo.

Gauto pranešimo atitikimo perduotam laipsnis vadinamas pranešimo perdavimo tikslumu.

Telekomunikacijų kanalas– techninių priemonių ir paskirstymo priemonių rinkinys, užtikrinantis pirminių signalų perdavimą tarp dviejų taškų. 3, 4 ir 5 elementai sudaro ryšio kanalą (-us).

5 - signalo keitiklis (imtuvas). Vieno kanalo ryšio sistemoje tai įrenginys, kuris pagal gautą antrinį signalą atkuria pirminį signalą u'(t). Kelių kanalų sistemoje tai yra įrenginys, kuris atskiria kanalo signalus nuo grupės signalo, modifikuoto dėl iškraipymų ir trukdžių. aš (t), kurie vėliau paverčiami pirminiais signalais tu (t).

6 (6 i) – signalo į pranešimą keitiklis – įrenginys, paverčiantis pirminį signalą į gautą pranešimą a’ (a’i).

Pavyzdžiai : priimanti telegrafo aparato dalis, telefonas, garsiakalbis, kineskopas.

5 ir 6 elementai sudaro priėmimo įrenginį.

7 (7 i) – pranešimo gavėjas – asmuo arba techninis įrenginys, kuris priima pranešimą.

1 SKYRIUS TELEKOMUNIKACIJŲ PAGRINDAI

1. 1. Tipiška sistema duomenų perdavimas

Bet kurią duomenų perdavimo sistemą (DTS) galima apibūdinti per tris pagrindinius jos komponentus. Šie komponentai yra siųstuvas (arba vadinamasis „informacijos perdavimo šaltinis“), duomenų perdavimo kanalas ir imtuvas (dar vadinamas informacijos „imtuvu“). Dvipusio (dvipusio) perdavimo atveju šaltinis ir paskirties vieta gali būti sujungti taip, kad jų įranga galėtų siųsti ir priimti duomenis vienu metu. Paprasčiausiu atveju SPD tarp taškų A ir B (1 pav.). 1) susideda iš šių pagrindinių septynių dalių:

> Duomenų galinė įranga taške A.

> Sąsaja (arba sąsaja) tarp duomenų galinio įrenginio ir duomenų perdavimo ryšio įrangos.

> Duomenų kanalo įranga taške A. > Perdavimo kanalas tarp taškų A ir B. > Duomenų kanalo įranga taške B. > Duomenų kanalo įrangos sąsaja (arba sandūra).

> Duomenų galinė įranga taške B.

Duomenų terminalo įranga(DTE) yra bendra sąvoka, naudojama apibūdinti vartotojo galinį įrenginį arba jo dalį. OOD

Ryžiai. 1.1. Tipiška duomenų perdavimo sistema: A - duomenų perdavimo sistemos blokinė schema;

b - reali duomenų perdavimo sistema

gali būti informacijos šaltinis, jos gavėjas arba abu vienu metu. DTE perduoda ir (arba) priima duomenis naudodamas duomenų ryšio įrangą (DCH) ir perdavimo kanalą. Literatūroje dažnai vartojamas atitinkamas tarptautinis terminas – DTE (Duomenų terminalo įranga). Dažnai asmeninis kompiuteris arba pagrindinis kompiuteris gali veikti kaip DTE (pagrindinis kompiuteris), terminalas, duomenų rinkimo įrenginys, kasos aparatas, GPS imtuvas ar kita įranga, galinti perduoti ar priimti duomenis.

Duomenų perdavimo įranga taip pat vadinama duomenų perdavimo įranga (DTE). Tarptautinis terminas DCE yra plačiai naudojamas (duomenų ryšio įranga), kurį naudosime toliau. DCE funkcija yra suteikti galimybę perduoti informaciją tarp dviejų ar daugiau DTE tam tikro tipo kanalu, pavyzdžiui, telefono kanalu. Norėdami tai padaryti, DCE turi užtikrinti ryšį su DTE vienoje pusėje ir perdavimo kanalu iš kitos pusės. Fig. 1. 1, A DCE gali būti analoginis modemas, jei naudojamas analoginis kanalas, arba, pavyzdžiui, kanalo/duomenų aptarnavimo blokas (CSU/DSU – „Channel Seruis“ padalinys / duomenų aptarnavimo skyrius), jei naudojamas skaitmeninis kanalas, pvz., E1/T1 arba ISDN. Modemai, sukurti 60–70-aisiais, buvo įrenginiai, turintys tik signalo konvertavimo funkcijas. Tačiau į pastaraisiais metais nupirkti modemai reikšminga suma sudėtingos funkcijos, kurios bus aptartos toliau.

Žodis modemas yra sutrumpintas įrenginio, kuris atlieka MODulation/DEModulation procesą, pavadinimas. Moduliacija – tai vieno ar kelių išėjimo signalo parametrų keitimo procesas pagal įėjimo signalo dėsnį Šiuo atveju įvesties signalas dažniausiai yra skaitmeninis ir vadinamas moduliuojančiu Šiuo metu modemai plačiausiai naudojami duomenims perduoti tarp kompiuterių perjungiamas telefono tinklas viešajam naudojimui (PSTN, GTSN – Bendrasis perjungiamas telefono tinklas)

Svarbų vaidmenį DTE ir DCE sąveikoje atlieka jų sąsaja, kurią sudaro DTE ir DCE įeinančios / išeinančios grandinės, jungtys ir jungiamieji kabeliai. Šis terminas taip pat dažnai vartojamas buitinėje literatūroje ir standartuose jungtis

Ryšys tarp DTE ir DCE vyksta per vieną iš C2 tipo jungčių. Kai DCE yra prijungtas prie ryšio kanalo arba paskirstymo terpės, naudojamas vienas iš C1 tipo jungčių.

1. 2. Ryšio kanalai

1. 2. 1. Analoginiai ir skaitmeniniai kanalai

Pagal komunikacijos kanalas suprasti paskirstymo terpės ir techninių perdavimo tarp dviejų C1 tipo kanalų sąsajų arba jungčių visumą (žr. 1-1 pav.). Dėl šios priežasties C1 jungtis dažnai vadinama kanalo jungtimi.

Priklausomai nuo perduodamų signalų tipo, išskiriamos dvi didelės ryšio kanalų klasės: skaitmeninis ir analoginis

Skaitmeninis kanalas – tai bitų kelias, kurio kanalo įėjime ir išėjime yra skaitmeninis (impulsinis) signalas Analoginio kanalo įėjime gaunamas nenutrūkstamas signalas, iš jo išėjimo taip pat pašalinamas nenutrūkstamas signalas (1 pav.). 2). Kaip žinia, signalams būdinga jų vaizdavimo forma

12 pav Skaitmeniniai ir analoginiai perdavimo kanalai

Signalo parametrai gali būti nuolatiniai arba turėti tik atskiras reikšmes. Signaluose gali būti informacijos kiekvienu laiko momentu (nepertraukiama laike, analoginiai signalai), arba tik tam tikrais, atskirais laiko momentais (skaitmeniniai, diskretieji, impulsiniai signalai).

Skaitmeniniai kanalai apima PCM sistemas, ISDN, T1/E1 kanalus ir daugelį kitų. Naujai sukurtus BPD bandoma kurti skaitmeninių kanalų pagrindu, kurie turi nemažai pranašumų prieš analoginius.

Analoginiai kanalai yra labiausiai paplitę dėl ilgos kūrimo istorijos ir lengvo diegimo. Tipiškas analoginio kanalo pavyzdys yra balso dažnio kanalas (VFC), taip pat 12, 60 ar daugiau balso dažnių kanalų grupės keliai. PSTN telefono grandinę paprastai sudaro daugybė jungiklių, skirstytuvų, grupių moduliatorių ir demoduliatorių. PSTN šis kanalas (jo fizinis maršrutas ir daugybė parametrų) pasikeis su kiekvienu kitu skambučiu.

Perduodant duomenis, analoginio kanalo įėjime turi būti įrenginys, kuris skaitmeninius duomenis, gaunamus iš DTE, konvertuoja į analoginius signalus, siunčiamus į kanalą. Imtuve turi būti įrenginys, kuris gautus nuolatinius signalus paverčia atgal į skaitmeninius duomenis. Šie įrenginiai yra modemai. Panašiai, kai perduodami skaitmeniniais kanalais, duomenys iš DTE turi būti konvertuojami į tam konkrečiam kanalui priimtiną formą. Šį konvertavimą atlieka skaitmeniniai modemai, labai dažnai vadinami ISDN adapteriais, E1/T1 kanalų adapteriais, linijos tvarkyklėmis ir pan. (priklausomai nuo konkretaus kanalo ar perdavimo terpės tipo).

Terminas modemas vartojamas plačiai. Tai nebūtinai reiškia bet kokį moduliavimą, o tiesiog nurodo tam tikras signalų, gaunamų iš DTE, konvertavimo operacijas, kad jie būtų toliau perduoti per naudojamą kanalą. Taigi, į plačiąja prasme Terminai modemas ir duomenų ryšio įranga (DCE) yra sinonimai.

1. 2. 2. Perjungiami ir dedikuoti kanalai

Komutuojami kanalai vartotojams teikiami per ryšio trukmę jų pageidavimu (skambučiu). Tokiuose kanaluose iš esmės yra perjungimo įranga telefono stoteles(PBX). Įprasti telefonai naudoja PSTN grandines. Be to, komutuojamos grandinės suteikia skaitmeninis tinklas su paslaugų integravimu(ISDN – Integruotų paslaugų skaitmeninis tinklas).

Dedikuoti (nuomojami) kanalai yra nuomojami iš telefono kompanijų arba (labai retai) nustatomi pačios organizacijos. Tokie kanalai iš esmės yra taškas į tašką. Jų kokybė paprastai yra aukštesnė nei perjungiamų kanalų kokybė dėl to, kad telefono stočių komutavimo įranga neturi įtakos.

1. 2. 3. Dviejų ir keturių laidų kanalai

Paprastai kanalai turi dviejų arba keturių laidų galą. Dėl trumpumo jie atitinkamai vadinami dviejų ir keturių laidų.

Keturių laidų kanalai suteikia du laidus signalui perduoti ir dar du laidus priėmimui. Tokių kanalų pranašumas yra praktiškai visiškas nebuvimas priešinga kryptimi perduodamų signalų įtaka.

Dviejų laidų kanalai leidžia naudoti du laidus signalams perduoti ir priimti. Tokie kanalai leidžia sutaupyti kabelių kainą, tačiau reikalauja sudėtingesnės kanalų formavimo įrangos ir vartotojo įrangos. Dviejų laidų kanalai reikalauja išspręsti gaunamų ir perduodamų signalų atskyrimo problemą. Šis atsiejimas realizuojamas naudojant diferencines sistemas, kurios užtikrina reikiamą slopinimą priešingomis perdavimo kryptimis. Diferencialinių sistemų netobulumas (ir nieko nėra idealu) sukelia kanalo amplitudės-dažnio ir fazės-dažnio charakteristikų iškraipymus ir specifinius trukdžius aido signalo pavidalu.

1. 3. Septynių sluoksnių OSI modelis

Norėdami bendrauti, žmonės naudojasi bendra kalba. Jei nėra galimybės tiesiogiai susikalbėti, pranešimams perduoti naudojamos pagalbinės priemonės. Viena iš tokių priemonių yra pašto sistema (1 pav.). 3). Jo sudėtyje galima išskirti tam tikrus funkcinius lygius, pavyzdžiui, laiškų surinkimo ir pristatymo iš pašto dėžučių į artimiausius pašto komunikacijos centrus lygis, o priešinga kryptimi – laiškų rūšiavimo lygis. tranzito mazgai ir kt. d. Įvairūs pašto tarnyboje priimti standartai dėl vokų dydžio, adresų registravimo tvarkos ir pan., leidžia siųsti ir gauti korespondenciją beveik iš bet kurios pasaulio vietos.

Panašus vaizdas susidaro ir elektroninių ryšių srityje, kur kompiuterių, ryšių įrangos, informacinių sistemų ir tinklų rinka yra neįprastai plati ir įvairi. Dėl šios priežasties šiuolaikinių informacinių sistemų kūrimas neįmanomas be jų naudojimo bendrų požiūrių jų kūrimo metu, nesuvienodinant juos sudarančių komponentų charakteristikų ir parametrų.

Šiuolaikinių informacinių tinklų teorinius pagrindus nustato pagrindinis atvirų sistemų sujungimo modelis (OSI – Basic Reference Model of Open Systems Interconnection – OSI – Atvirų sistemų sujungimas) Tarptautinė standartų organizacija (ISO – Tarptautinė standartų organizacija). Jis aprašytas ISO 7498 standartu. Modelis yra tarptautinis duomenų perdavimo standartas. Pagal nuorodą

1 lentelė. 1. Atvirų sistemų sąveikos modelio lygių funkcijos

Fizinė sąsaja su duomenų perdavimo kanalu; bitų moduliavimo ir linijų kodavimo protokolai 1).

OSI sąveikos modelis identifikuoja septynis lygius, kurie sudaro atvirų sistemų sąveikos sritį (1 lentelė. Pagrindinė šio modelio idėja yra ta, kad kiekvienam lygiui priskiriamas tam tikras vaidmuo. Dėl to Duomenų perdavimas yra padalintas į atskiras konkrečias užduotis. Lygio funkcijas, priklausomai nuo jo skaičiaus, gali atlikti programinė, aparatinė arba programinė įranga. Paprastai aukštesnių lygių funkcijų įgyvendinimas yra programinio pobūdžio, kanalo ir tinklo lygių funkcijos gali būti atliekamos tiek programinėje, tiek techninėje įrangoje. Fizinis sluoksnis paprastai įgyvendinamas aparatinėje įrangoje.

Kiekvienas lygis apibrėžiamas standartų grupe, kurią sudaro dvi specifikacijos: protokolas ir numatytas aukštesnis lygis paslauga. Protokolas – taisyklių ir formatų rinkinys, apibrėžiantis objektų sąveiką tame pačiame modelio lygyje.

Programos sluoksnis yra arčiausiai vartotojo. Pagrindinė jo užduotis – pateikti jau apdorotą (priimtą) informaciją. Paprastai tai tvarko sistemos ir vartotojo taikomoji programinė įranga, pvz., terminalo programa. Perduodant informaciją tarp skirtingų kompiuterinių sistemų, turi būti naudojamas tas pats naudojamas raidinių ir skaitmeninių simbolių kodas. Kitaip tariant, sąveikaujančių vartotojų taikomosios programos turi dirbti su tomis pačiomis kodų lentelėmis. Kode pavaizduotų simbolių skaičius priklauso nuo kode naudojamų bitų skaičiaus, tai yra nuo kodo pagrindo. Plačiausiai naudojami kodai yra pateikti lentelėje. 1. 2.

Ryžiai. 13. Pašto sistemos funkciniai lygiai

1 lentelė. 2. Pagrindinės bendrųjų simbolių kodų charakteristikos

Dažnai naudojami įvairūs nacionaliniai išvardytų kodų plėtiniai, pavyzdžiui, pagrindinė ir alternatyvi kirilicos koduotė ASCII kodui. Šiuo atveju kodo bazė padidinama iki 8 bitų.

Šiuolaikinių modemų funkcijos priklauso „toliausiai“ nuo vartotojo esantiems lygiams - fiziniam ir kanaliniam.

1. 3. 1. Fizinis sluoksnis

Šis lygis apibrėžia sistemos sąsajas su ryšio kanalu, ty mechaninius, elektrinius, funkcinius ir procedūrinius ryšio parametrus. Fizinis sluoksnis taip pat aprašo signalų perdavimo į kanalą ir signalų priėmimo iš kanalo procedūras. Jis skirtas perduoti dvejetainių signalų srautą (bitų seką) tokia forma, kuri yra tinkama perduoti per tam tikrą naudojamą fizinę laikmeną. Tokia fizinė perdavimo terpė gali būti balso dažnio kanalas, jungiamoji laidų linija, radijo kanalas ar dar kas nors.

Fizinis sluoksnis atlieka tris pagrindines funkcijas: užmezga ir atleidžia ryšius; signalo konvertavimas ir sąsajos įgyvendinimas.

Ryšio užmezgimas ir atleidimas

Naudojant perjungiamus kanalus fiziniu lygiu, būtina atlikti išankstinį sąveikaujančių sistemų prijungimą ir vėlesnį jų atjungimą. Naudojant dedikuotus (nuomojamus) kanalus, ši procedūra supaprastinama, nes kanalai visam laikui priskiriami atitinkamoms ryšio kryptims. Pastaruoju atveju keitimasis duomenimis tarp sistemų, kurios neturi tiesioginių jungčių, organizuojamas perjungiant srautus, pranešimus ar duomenų paketus per tarpines sąveikaujančias sistemas (mazgus). Tačiau tokio perjungimo funkcijos buvo atliekamos daugiau nei aukštus lygius ir neturi nieko bendra su fiziniu lygiu.

Be fizinio ryšio, sąveikaujantys modemai taip pat gali „susitarti“ dėl jiems abiem tinkančio darbo režimo, tai yra moduliacijos būdo, perdavimo greičio, klaidų taisymo ir duomenų glaudinimo režimų ir kt. d. Užmezgus ryšį, valdymas perkeliamas į aukštesnį duomenų ryšio sluoksnį.

Signalo konvertavimas

Norint suderinti perduodamų bitų seką su naudojamo analoginio arba skaitmeninio kanalo parametrais, būtina juos atitinkamai konvertuoti į analoginį arba diskrečiąjį signalą. Šiai funkcijų grupei priklauso procedūros, įgyvendinančios sąsają su fiziniu (analoginiu arba skaitmeniniu) ryšio kanalu. Ši sankryža dažnai vadinama nuo aplinkos priklausoma sąsaja ir jis gali atitikti vieną iš svečių kanalo jungčių C1. Tokių C1 jungčių pavyzdžiai gali būti: S1-TF (GOSTs 23504-79, 25007-81, 26557-85) - PSTN kanalams, S1-TC (GOSTs 23475-79, 23504-79, 23578-709,-815). , 26557-85) - skirtiems balso dažnio kanalams, S1-TG (GOST 22937-78) - telegrafo ryšio kanalams, S1-ShP (GOSTs 24174-80, 25007-81, 26557-85) - pirminiams plačiajuosčio ryšio kanalams, S1 -FL (GOST 24174-80, 26532-85) - fizinėms ryšio linijoms, S1-AK - akustiniam DCE sujungimui su ryšio kanalu ir daugeliu kitų.

Signalo konvertavimo funkcija yra svarbiausia modemų funkcija. Dėl šios priežasties pirmieji modemai, kurie neturėjo intelektinių galimybių ir neatliko aparatinės įrangos glaudinimo ir klaidų taisymo, dažnai buvo vadinami. signalo konvertavimo įrenginiai(OPS).

Sąsajos įgyvendinimas

Sąsajos tarp DTE ir DCE įgyvendinimas yra trečias svarbiausia funkcija fizinis lygis. Tokio tipo sąsajas reglamentuoja atitinkamos rekomendacijos ir standartai, kurie visų pirma apima V. 24, RS-232, RS-449, RS-422A, RS-423A, V. 35 ir kt. Tokias sąsajas vidaus GOST apibrėžia kaip keitiklio jungtis C2 arba sandūros, nepriklausomos nuo aplinkos.

DTE-DCE sąsajų standartai ir rekomendacijos apibrėžia bendrąsias charakteristikas (perdavimo greitį ir seką), funkcines ir procedūrines charakteristikas (nomenklatūrą, sąsajų grandinių kategoriją, jų sąveikos taisykles); elektrinės (įtampos, srovės ir varžos reikšmės) ir mechaninės charakteristikos (matmenys, kontaktų pasiskirstymas grandinėse).

Fiziniu lygmeniu diagnozuojama tam tikros klasės gedimai, pavyzdžiui, laidų trūkimai, elektros tiekimo gedimai, mechaninio kontakto praradimas ir kt. p.

Tipiškas protokolo profilis, kai naudojamas modemas, palaikantis tik fizinio sluoksnio funkcijas, parodytas Fig. 1. 4. Šiuo atveju daroma prielaida, kad kompiuteris (DTE) yra prijungtas prie modemo (DCE) per RS-232 sąsają, o modemas naudoja V moduliacijos protokolą. 21.

14 pav Tik modemo su fizinio sluoksnio funkcijomis protokolo profilis

Ryšio kanalo, susidedančio iš dviejų modemų ir perdavimo terpės, atsparumas triukšmui yra ribotas ir, kaip taisyklė, neatitinka perduodamų duomenų patikimumo reikalavimų. Dėl šios priežasties fizinis sluoksnis yra laikomas nepatikima. Iškraipytų bitų ištaisymo perdavimo kanale problema išspręsta aukštesniuose lygiuose, ypač duomenų ryšio lygiu.

1. 3. 2. Nuorodų sluoksnis

Duomenų ryšio sluoksnis dažnai vadinamas duomenų ryšio valdymo sluoksniu. Šio lygio įrankiai įgyvendina šias pagrindines funkcijas

> tam tikro dydžio duomenų blokų formavimas iš perduodamos bitų sekos, kad jie būtų toliau patalpinti į informacijos lauką kadrų, kurie perduodami kanalu,

> kadro turinio kodavimas klaidoms atspariu kodu (dažniausiai su klaidų aptikimu), siekiant padidinti duomenų perdavimo patikimumą,

> pradinės duomenų sekos atkūrimas priimančiojoje pusėje,

> nuo kodo nepriklausomo duomenų perdavimo užtikrinimas, kad vartotojui (ar taikomiesiems procesams) būtų suteikta galimybė savavališkai pasirinkti duomenų pateikimo kodą;

> duomenų srauto valdymas kanalo lygmeniu, ty greitis, kuriuo jie išduodami gavėjo DTE;

> kanale perduodamų kadrų praradimo, iškraipymo ar dubliavimo pasekmių pašalinimas.

ISO rekomenduoja HDLC kaip standartą 2 sluoksnio protokolams. (Aukšto lygio duomenų ryšio valdymas). Jis tapo itin plačiai paplitęs telekomunikacijų pasaulyje. Remiantis HDLC protokolu, buvo sukurta daug kitų, kurie iš esmės yra tam tikras daugelio jo galimybių pritaikymas ir supaprastinimas, atsižvelgiant į konkrečią taikymo sritį. Šis HDLC pogrupis apima dažniausiai naudojamus SDLC protokolus (sinchroninio duomenų ryšio valdymas), LAP (Nuorodos prieigos procedūra) LAPB (Subalansuota nuorodos prieigos procedūra), LAPD (Prieigos nuorodos procedūra D kanalas), LAPM (Modemų prieigos nuorodų procedūra), LLC (loginių nuorodų tinklas), LAPX (Nuorodos prieigos procedūros pratęsimas) ir nemažai kitų. Pavyzdžiui, LAPB ir LAPD protokolai naudojami ISDN skaitmeniniuose tinkluose (Integruotų paslaugų skaitmeninis tinklas) LAPM yra V klaidų taisymo standarto pagrindas. 42, LAPX yra pusiau dvipusis HDLC variantas ir naudojamas terminalų tinkluose ir sistemose, veikiančiose pagal Teletex standartą ir LLC protokolą. (Link Logic Control)įdiegta beveik visuose daugialypės prieigos tinkluose (pavyzdžiui, belaidžiuose vietiniai tinklai). Fig. 1. 5 paveiksle parodyta HDLC protokolų šeima ir jos taikymo sritys.

Ryžiai. 1. 5. HDLC protokolų šeima

16 pav. Protokolo profilis modemui su fizinėmis ir nuorodų sluoksnių funkcijomis

Galimas modemo, palaikančio fizinio ir duomenų ryšio sluoksnių funkcijas, protokolo profilis parodytas Fig. 1. 6. Manoma, kad kompiuteris prie modemo jungiasi per RS-232 sąsają, o modemas jau įgyvendina V 34 moduliacijos protokolą ir aparatinės įrangos klaidų taisymą pagal V 42 standartą

Ryžiai. 1 7 Protokolo profilis, skirtas DCE su daugialype prieiga

Kai kuriuose tinkluose, pagrįstuose kelių taškų nuorodomis, kiekvieno DCE gaunamas signalas yra signalų, perduodamų iš daugelio kitų DCE, suma. Tokiuose tinkluose esantys saitai vadinami kelių prieigos nuorodomis arba mono ryšiais, o patys tinklai vadinami daugiafunkciniais. - prieigos tinklai. Tokie tinklai apima kai kuriuos palydovinius tinklus, antžeminius paketinio radijo tinklus ir vietinius laidinius bei belaidžius tinklus.

Atitinkami OSI modelio sluoksniai, kai perduodama kelių prieigos režimu, šiek tiek skiriasi nuo tų, kurie naudojami taško-taško nuorodose. Antrasis sluoksnis turi suteikti viršutiniams sluoksniams virtualų kanalą be klaidų paketų perdavimui, o fizinis sluoksnis turi pateikti bitų kelią. Reikia tarpinio sluoksnio, kuris valdytų daugialypės prieigos ryšį, kad kiekvienas DCE galėtų perduoti kadrus be nuolatinių konfliktų su kitais DCE. Šis sluoksnis vadinamas MAC medijos prieigos valdymo sluoksniu (Vidutinės prieigos valdymas). Paprastai jis laikomas pirmuoju 2 lygio po lygiu, t.y. t.y. 2 lygis. 1. Tradicinis nuorodos sluoksnis šiuo atveju virsta LLC loginio kanalo valdymo sluoksniu (Loginių nuorodų valdymas) ir yra 2 žemesnio lygio. 2. Pav. 1. 7 parodytas antrojo sluoksnio ir LLC bei MAC posluoksnių sujungimas.

1. 4. Faksimilė

1. 4. 1. Fakso vaizdo siuntimas

Faksimilinė komunikacija – dokumentinės komunikacijos rūšis, skirta perteikti ne tik paties dokumento turinį, bet ir išvaizdą. Faksimilinio perdavimo būdo esmė ta, kad perduodamas vaizdas (originalas) suskirstomas į atskiras elementarias sritis, kurios nuskaitomos 60, 90, 120, 180 arba 240 eilučių/min nuskaitymo greičiu. Ryškumo signalas, proporcingas tokių elementarių trinkelių atspindžiui, paverčiamas į skaitmeninę formą ir perduodamas ryšio kanalu taikant vieną ar kitą moduliavimo būdą. Priėmimo pusėje šie signalai paverčiami vaizdo elementais ir atkuriami (įrašomi) priėmimo formoje.

Fakso ryšio blokinė schema parodyta fig. 1. 8. Perduotinas vaizdas (originalas) nuskenuojamas reikiamo dydžio šviesos tašku. Tašką sudaro šviesos optinė sistema, kurią sudaro šviesos šaltinis ir optinis įtaisas. Dėmės judėjimas išilgai originalo paviršiaus atliekamas sklaidymo įtaisu (RU). dalis šviesos srautas, patenkantis į pradinę originalo sritį, atspindimas ir tiekiamas į fotoelektrinį keitiklį (PC), kuriame jis paverčiamas elektriniu vaizdo signalu. Vaizdo signalo amplitudė fotokeitiklio išvestyje yra proporcinga atspindėtos šviesos srauto dydžiui. Tada vaizdo signalas patenka į analoginio-skaitmeninio keitiklio (ADC) įvestį, kur jis paverčiamas skaitmeniniu kodu. Iš ADC išvesties skaitmeninis kodas tiekiamas į signalo konvertavimo įrenginio (SCD), ty moduliatoriaus, įvestį, kur, naudojant vieną iš moduliavimo protokolų, skaitmeninio vaizdo signalo spektras yra perduodamas. perkeliami į naudojamo ryšio kanalo dažnių diapazoną.

Ryžiai. 1. 8. Fakso ryšio blokinė schema

Priėmimo pusėje moduliuotas signalas, gaunamas iš ryšio kanalo, nuosekliai patenka į UPS ir DAC atitinkamai demoduliuoti ir konvertuoti iš skaitmeninio į analoginį. Toliau vaizdo signalas patenka į atkūrimo įrenginį (RD), kur, veikiant perskirstymo įrenginiui, formoje atkuriama perduoto vaizdo kopija. Vadinamas galutinio fakso kopijos gavimo procesas, atvirkštinis nuskaitymo procesas replikacija. Sinchronizacijai ir fazių šlavimui užtikrinti naudojami sinchronizavimo įrenginiai (SD) perdavimo ir priėmimo pusėse.

Taigi faksimilinis ryšio aparatas (faksas) labai panašus į kopijavimo aparatą, kuriame originalą ir kopiją skiria daug kilometrų.

Šiuolaikiniai fakso modemai apima visus fakso aparatų komponentus, išskyrus nuskaitymo ir atkūrimo įrenginius. Jie „moka“ bendrauti su įprastomis faksogramomis, o gauta informacija apie siunčiamą vaizdą siunčiama į kompiuterį, kur fakso pranešimų programa paverčiama į vieną iš įprastų grafinių formatų. Ateityje tokiu būdu gautą dokumentą bus galima redaguoti, atsispausdinti arba išsiųsti kitam korespondentui, turinčiam fakso aparatą ar kompiuterį su fakso modemu.

1. 4. 2. Fakso standartai

Pagal rekomendacijas Tarptautinės telekomunikacijų sąjungos standartizacijos sektoriai(ITU-T – Tarptautinė telekomunikacijų sąjunga – telekomunikacijos) Priklausomai nuo naudojamo moduliavimo tipo, faksogramos skirstomos į keturias grupes. Pirmieji faksimiliniai standartai, priskirti 1 grupei, buvo pagrįsti analoginiu informacijos perdavimo būdu. 1 grupės faksogramos teksto puslapį perdavė per 6 minutes. 2 grupės standartai patobulino šią technologiją, kad padidintų perdavimo greitį, todėl perdavimo laikas vienam puslapyje sutrumpėjo iki 3 minučių.

3 grupės fakso standartas iš pradžių buvo apibrėžtas ITU-T rekomendacijoje T. 4 1980 m. Šis standartas buvo pakartotinai išleistas du kartus, pirmą kartą 1984 m. ir dar kartą 1988 m. Šio standarto 1990 m. modifikacija patvirtino kodavimo schemas, sukurtas 4 grupės fakso aparatams, taip pat didesnius bitų perdavimo spartus, apibrėžtus V standartuose. I 7, V. 29 ir V. 33. Radikalus skirtumas tarp 3 grupės fakso aparatų ir ankstesnių yra visiškai skaitmeninis perdavimo būdas iki 14400 bps greičiu. Dėl to, naudojant duomenų glaudinimą, 3 grupės faksograma puslapį perduoda per 30–60 sekundžių. Suprastėjus ryšio kokybei, 3 grupės faksogramos pereina į avarinį režimą, todėl perdavimo greitis sulėtėja. Pagal 3 grupės standartą galimi du raiškos lygiai: standartinis, suteikiantis 1728 taškus horizontaliai ir 100 dpi vertikaliai; ir didelis, padvigubinant vertikalių taškų skaičių, o tai suteikia 200x200 dpi skiriamąją gebą ir perpus sumažina greitį.

Pirmųjų trijų grupių fakso aparatai orientuoti į analoginių PSTN telefono kanalų naudojimą. 1984 m. ITU-T priėmė 4 grupės standartą, kuris suteikia skiriamąją gebą iki 400x400 dpi ir padidina greitį esant žemesnei raiškai. 4 grupės faksogramos užtikrina labai aukštos kokybės skiriamąją gebą. Tačiau jiems reikalingos didelės spartos nuorodos, kurias gali teikti ISDN tinklai, ir jie negali veikti per PSTN ryšius.

Beveik visi šiuo metu parduodami faksai yra pagrįsti 3 grupės standartu. 1. 8 iliustruoja tokių faksogramų veikimą.

1. 5. Srauto reguliavimas

1. 5. 1. Srauto valdymo poreikis

Bet kurioje sistemoje ar duomenų perdavimo tinkle pasitaiko situacijų, kai į tinklą patenkanti apkrova viršija pajėgumus jį aptarnauti. Tokiu atveju, jei nebus imtasi priemonių įeinantiems duomenims (grafikai) apriboti, eilių dydis tinklo linijose didės neribotai ir ilgainiui viršys atitinkamų ryšio priemonių buferių dydį. Tokiu atveju duomenų vienetai (pranešimai, paketai, kadrai, blokai, baitai, simboliai), atvykstantys į mazgus, kuriems nėra laisvos buferio vietos, bus atmesti ir vėliau persiunčiami. Rezultatas yra efektas kai didėjant gaunamai apkrovai sumažėja faktinis pralaidumas ir perdavimo vėlavimai tampa itin dideli.

Priemonės kovoti su tokiomis situacijomis yra srauto valdymo metodai, kurių esmė – apriboti įeinantį srautą, kad būtų išvengta perkrovų.

Gali prireikti srauto valdymo grandinės perdavimo jungtyje tarp dviejų vartotojų ( transportavimo sluoksnis), tarp dviejų tinklo mazgų (tinklo sluoksnio), tarp dviejų gretimų DCE, keičiantis duomenimis loginiu kanalu (duomenų ryšio sluoksnis), taip pat tarp galinių įrenginių ir duomenų ryšio įrangos, sąveikaujančios per vieną iš DTE-DCE sąsajų (fizinis sluoksnis). .

Transporto sluoksnio srauto valdymo schemos yra įdiegtos failų perdavimo protokoluose, tokiuose kaip ZModem; tinklo sluoksnio srauto valdymo schemos – kaip X protokolų dalis. 25 ir TCP/IP; Ryšio sluoksnio srauto valdymo grandinės – kaip užtikrinimo protokolų, tokių kaip MNP4, V, dalis. 42; Srauto valdymas fiziniame lygmenyje įgyvendinamas atitinkamų sąsajų, pvz., RS-232, funkcijų rinkinyje. Išvardyti trys valdymo grandinių lygiai yra tiesiogiai susiję su modemų technine ir programine įranga, o konkretūs jų įgyvendinimai bus aptarti atitinkamuose knygos skyriuose.

1. 5. 2. Lango metodas

Apsvarstykite srauto valdymo metodų klasę, dažnai naudojamą ryšio, tinklo ir transportavimo protokoluose, vadinamuose langinis srauto valdymas. Langas reiškia didžiausią informacijos vienetų, kurie gali likti nepatvirtinti tam tikra perdavimo kryptimi, skaičių.

Perduojant tarp siųstuvo ir imtuvo, langų keitimas naudojamas, jei nustatyta viršutinė duomenų vienetų, kuriuos siųstuvas jau perdavė, bet apie kuriuos dar negavo patvirtinimo iš imtuvo, skaičiaus riba. Viršutinė riba, nurodyta kaip teigiamas sveikasis skaičius ir yra lango arba lango dydis. Imtuvas praneša siųstuvui, kad gavo duomenų vienetą, išsiųsdamas imtuvui specialų pranešimą (1 pav.). 9). Šis pranešimas vadinamas patvirtinimu, įgaliojimu arba kvitu. Patvirtinimas gali būti teigiamas – ASC (ATPKNOWLEDGEMENT) signalizuojantis apie sėkmingą atitinkamo informacijos vieneto priėmimą, o neigiamas – NAK (Neigiamas patvirtinimas), nurodant, kad laukiama duomenų dalis nebuvo gauta. Gavęs kvitą, siųstuvas gali perduoti imtuvui kitą duomenų vienetą. Naudojamų kvitų skaičius neturi viršyti lango dydžio.

Ryžiai. 1. 9. Langų srauto valdymas

Kvitai pateikiami specialiuose kontrolės paketuose arba pridedami prie įprastų informacijos paketų. Srauto valdymas naudojamas perduodant vienu virtualiu kanalu, galima valdyti visą paketų srautą, vykstantį viename lange ir adresuoti kitam mazgui. Siųstuvas ir imtuvas gali būti du tinklo mazgai arba vartotojo terminalas ir ryšio tinklo įvesties mazgas. Duomenų vienetai lange gali būti pranešimai, paketai, rėmeliai arba simboliai.

Yra dvi strategijos: nuo galo iki galo lango valdymas ir mazgu pagrįstas valdymas. Pirmoji strategija susijusi su srauto tarp tinklo įvesties ir išvesties mazgų valdymu tam tikram perdavimo procesui ir dažnai įgyvendinama kaip failų perdavimo protokolų dalis. Antroji strategija yra susijusi su srauto valdymu tarp kiekvienos nuosekliųjų mazgų poros ir yra įgyvendinama kaip ryšio sluoksnio protokolų, tokių kaip SDLC, HDLC, LAPB, LAPD, LAPM ir kt., dalis.

1. 6. Modemų klasifikacija

Nėra griežtos modemų klasifikacijos ir, ko gero, negali egzistuoti dėl didelės pačių modemų ir jų taikymo sričių bei veikimo režimų įvairovės. Nepaisant to, galima nustatyti daugybę ženklų, pagal kuriuos reikia atlikti sąlyginė klasifikacija. Tokios charakteristikos arba klasifikavimo kriterijai apima: taikymo sritį;

funkcinis tikslas; naudojamo kanalo tipas; dizainas; moduliavimo, klaidų taisymo ir glaudinimo protokolų palaikymas duomenis. Galima identifikuoti daug detalesnių techninių ypatybių, pavyzdžiui, naudojamas moduliavimo būdas, sąsaja su DTE ir pan.

1. 6. 1. Pagal taikymo sritį

Šiuolaikinius modemus galima suskirstyti į keletą grupių:

> telefono ryšio kanalams;

> skirtiems (nuomojamiems) telefono kanalams;

> fizinėms bagažinėms:

Modemai žemas lygis(linijos tvarkyklės) arba modemai įjungti trumpi atstumai (trumpojo nuotolio modemai)",

- bazinės juostos modemai (. bazinės juostos modemai);

> skaitmeninėms perdavimo sistemoms (CSU/DSU);

> korinio ryšio sistemoms;

> paketiniams radijo tinklams;

> vietiniams radijo tinklams.

Didžioji dauguma pagamintų modemų yra skirti naudoti telefono ryšio kanaluose. Tokie modemai turi gebėti dirbti su automatinėmis telefono stotimis (PBX), atskirti savo signalus ir perduoti savo rinkimo signalus.

Pagrindinis skirtumas tarp fizinių linijų modemų ir kitų tipų modemų yra tas, kad fizinių linijų pralaidumas neapsiriboja 3. 1 kHz, būdingas telefono kanalams. Tačiau pralaidumas fizinė linija taip pat yra ribotas ir daugiausia priklauso nuo fizinės terpės tipo (ekranuota ir neekranuota vytos poros, bendraašis kabelis ir kt.) ir jos ilgio.

Perdavimui naudojamų signalų požiūriu fizinių linijų modemus galima suskirstyti į žemo lygio modemai(linijos tvarkyklės), naudojant skaitmeninius signalus, ir modemai iš "baseband" (baseband), kurie naudoja moduliavimo metodus, panašius į naudojamus modemuose telefono kanalams.

Pirmosios grupės modemai dažniausiai naudoja skaitmeninius dviejų impulsų perdavimo būdus, kurie leidžia generuoti impulsinius signalus be pastovaus komponento ir dažnai užima siauresnę dažnių juostą nei pradinė skaitmeninė seka.

Dažnai naudojami antrosios grupės modemai įvairių tipų kvadratinės amplitudės moduliacija, leidžianti radikaliai sumažinti reikiamą dažnių juosta, skirta perdavimui. Dėl to identiškose fizinėse linijose tokie modemai gali pasiekti iki 100 Kbps perdavimo greitį, o žemo lygio modemai – tik 19. 2 Kbps.

Skaitmeninių perdavimo sistemų modemai primena žemo lygio modemus. Tačiau, skirtingai nei jie, jie suteikia ryšį su standartiniais skaitmeniniais kanalais, tokiais kaip E1/T1 arba ISDN, ir palaiko atitinkamų kanalų sąsajų funkcijas.

Korinio ryšio sistemų modemai išsiskiria kompaktiška konstrukcija ir specialių moduliavimo bei klaidų taisymo protokolų palaikymu, leidžiančiu efektyviai perduoti duomenis korinio ryšio kanalų sąlygomis, esant dideliam trukdžių lygiui ir nuolat besikeičiantiems parametrams. Tarp šių protokolų išsiskiria ZyCELL, ETC ir MNP10.

Paketiniai radijo modemai skirti duomenims perduoti radijo kanalu tarp mobiliųjų vartotojų. Šiuo atveju keli radijo modemai naudoja tą patį radijo kanalą daugialypės prieigos režimu, pavyzdžiui, nešėjas nustato daugybinę prieigą pagal ITU-T AX. 25. Radijo kanalas savo savybėmis yra artimas telefono kanalui ir yra organizuotas naudojant standartines radijo stotis, suderintas tuo pačiu dažniu VHF arba HF diapazone. Paketinis radijo modemas įgyvendina moduliavimo ir daugialypės prieigos būdus.

Vietiniai radijo tinklai yra sparčiai auganti, daug žadanti tinklo technologija, papildanti įprastus vietinius tinklus. Pagrindinis jų elementas yra specializuoti radijo modemai (vietinio radijo tinklo adapteriai). Skirtingai nuo anksčiau minėtų paketinio radijo modemų, tokie modemai perduoda duomenis nedideliais atstumais (iki 300 m) didelis greitis(2-10 Mbit/s), panašus į perdavimo greitį laidiniuose vietiniuose tinkluose. Be to, vietinių radijo tinklų radijo modemai veikia tam tikrame dažnių diapazone naudodami signalus sudėtinga forma, pvz., signalai su pseudoatsitiktiniu veikimo dažnio derinimu.

1. 6. 2. Pagal perdavimo būdą

Pagal perdavimo būdą modemai skirstomi į asinchroninius ir sinchroninius. Kalbant apie sinchroninius arba asinchroninius perdavimo būdus, jie dažniausiai reiškia perdavimą ryšio kanalu tarp modemų. Tačiau perdavimas per DTE-DCE sąsają taip pat gali būti sinchroninis arba asinchroninis. Modemas gali dirbti su kompiuteriu asinchroniniu režimu ir kartu su nuotoliniu modemu – sinchroniniu režimu arba atvirkščiai. Šiuo atveju jie kartais sako, kad modemas sinchroninis-asinchroninis arba veikia sinchroniniu-asinchroniniu režimu.

Paprastai sinchronizavimas įgyvendinamas vienu iš dviejų būdų, susijusių su siuntėjo ir gavėjo laikrodžių veikimu:

nepriklausomai vienas nuo kito (asinchroniškai) arba kartu (sinchroniškai). Jeigu Kadangi perduodami duomenys yra sudaryti iš atskirų simbolių sekos, paprastai kiekvienas simbolis perduodamas nepriklausomai nuo kitų, o gavėjas sinchronizuojamas kiekvieno gauto simbolio pradžioje. Šio tipo ryšiui dažniausiai naudojamas asinchroninis perdavimas. Jei perduodami duomenys sudaro ištisinę simbolių ar baitų seką, tai siuntėjo ir gavėjo laikrodžių generatoriai turi būti sinchronizuojami ilgą laiką. Šiuo atveju naudojamas sinchroninis perdavimas.

Asinchroninio perdavimo režimas dažniausiai naudojamas, kai perduodami duomenys generuojami atsitiktiniu laiku, pavyzdžiui, vartotojo. Tokio perdavimo metu priimantis įrenginys turi iš naujo nustatyti kiekvieno gaunamo simbolio pradžią. Norėdami tai padaryti, kiekvienas perduotas simbolis yra įrėmintas papildomu pradžios bitu ir vienu ar daugiau stabdymo bitų. Šis asinchroninis režimas dažnai naudojamas perduodant duomenis per DTE-DCE sąsają. Perduodant duomenis ryšio kanalu, asinchroninio perdavimo režimo panaudojimo galimybes iš esmės riboja mažas jo efektyvumas ir būtinybė naudoti paprastus moduliavimo būdus, tokius kaip amplitudė ir dažnis. Pažangesni moduliavimo metodai, tokie kaip OFM, QAM ir kt., reikalauja išlaikyti pastovų siuntėjo ir imtuvo atskaitos laikrodžio generatorių sinchronizavimą.

Taikant sinchroninio perdavimo metodą, didelis skaičius simbolių arba baitų sujungiamas į atskirus blokus arba kadrus. Visas kadras perduodamas kaip viena bitų eilutė be jokio vėlavimo tarp aštuonių bitų elementų. Kad priimantis įrenginys galėtų suteikti skirtingi lygiai sinchronizavimo, turi būti įvykdyti šie reikalavimai.

> Perduodamoje bitų sekoje neturi būti ilgų nulių ar vienetų sekų, kad priimantis įrenginys galėtų stabiliai paskirstyti sinchronizacijos laikrodžio dažnį.

> Kiekvienas kadras turi turėti rezervuotas bitų ar simbolių sekas, žyminčias jo pradžią ir pabaigą.

Yra du alternatyvūs sinchroninio ryšio organizavimo būdai: orientuotas į simbolius arba baitus ir į bitus. Skirtumas tarp šių dviejų yra tai, kaip nustatoma kadro pradžia ir pabaiga. Naudodamas bitais pagrįstą metodą, gavėjas gali tiksliai nustatyti kadro pabaigą iki vieno bito, o ne baito (simbolio).

Be didelės spartos duomenų perdavimo fiziniais kanalais, perdavimui per DTE – DCE sąsają dažnai naudojamas sinchroninis režimas. Šiuo atveju sinchronizavimui naudojamos papildomos sąsajos grandinės, per kurias iš siuntėjo į gavėją perduodamas laikrodžio signalas.

1. 6. 3. Pagal intelektines galimybes

Modemai gali būti klasifikuojami pagal jų intelektines galimybes:

be valdymo sistemos;

> palaiko AT komandų rinkinį;

> su V komandų palaikymu. 25bis;

> su patentuota komandų sistema;

> palaiko tinklo valdymo protokolus.

Dauguma šiuolaikinių modemų aprūpinti daugybe išmaniųjų galimybių. De facto standartas tapo AT komandų rinkiniu, kurį vienu metu sukūrė Hayesas, leidžiantis vartotojui ar taikomosios programos procesui visiškai valdyti modemo charakteristikas ir ryšio parametrus. Dėl šios priežasties modemai, palaikantys AT komandas, vadinami su Hayes suderinamais modemais. Reikėtų pažymėti, kad AT komandos palaiko ne tik PSTN modemus, bet ir paketinius radijo modemus, išorinius ISDN adapterius ir daugybę kitų modemų su siauresnėmis programomis.

Labiausiai paplitęs komandų rinkinys, leidžiantis valdyti ryšio užmezgimo ir automatinio skambučio režimus, yra ITU-T V rekomendacinės komandos. 25bis.

Specializuoti pramoninio naudojimo modemai dažnai turi patentuotą komandų sistemą, kuri skiriasi nuo AT komandų rinkinio. To priežastis yra didelis skirtumas darbo režimuose ir funkcijose, atliekamose tarp plačiai naudojamų modemų ir pramoninių (tinklo) modemų.

Pramoniniai modemai dažnai palaiko SMNP tinklo valdymo protokolą (Simple Manager Network Protocol), leidžianti administratoriui valdyti tinklo elementus (įskaitant modemus) iš nuotolinio terminalo.

1. 6. 4. Pagal dizainą

Modemai skirstomi pagal dizainą:

> išorinis;

> vidinis;

> nešiojamas;

> grupę.

Išoriniai modemai yra atskiri įrenginiai, jungiami prie kompiuterio ar kito DTE per vieną iš standartinių DTE-DCE sąsajų. Vidinis modemas yra išplėtimo kortelė, kuri įdedama į atitinkamą kompiuterio lizdą. Kiekvienas dizaino variantas turi savo privalumų ir trūkumų, kurie bus aptarti toliau.

Nešiojamieji modemai skirti naudoti mobiliųjų įrenginių naudotojams kartu su nešiojamųjų kompiuterių klasės kompiuteriais. Jie yra mažo dydžio ir už didelę kainą. Jų funkcionalumas, kaip taisyklė, nėra prastesnis nei visų funkcijų turinčių modemų. Dažnai nešiojamieji modemai turi PCMCIA sąsają.

Grupiniai modemai yra atskirų modemų, sujungtų į bendrą bloką, rinkinys, turintis bendrą maitinimo, valdymo ir rodymo įrenginius. Atskiras grupinio modemo modemas yra įrenginyje sumontuota plokštė su jungtimi, skirta vienam ar keliems kanalams.

1. 6. 5. Remti tarptautinius ir patentuotus protokolus

Modemus taip pat galima klasifikuoti pagal jų įdiegtus protokolus. Visi protokolai, reguliuojantys tam tikrus modemų veikimo aspektus, gali būti suskirstyti į dvi dideles grupes:

tarptautinis ir firminis.

Tarptautinio lygio protokolai yra rengiami globojant ITU-T ir priimami kaip rekomendacijos (anksčiau ITU-T vadinosi Tarptautinis telefonijos ir telegrafo patariamasis komitetas – CCITT, tarptautinė santrumpa – CCITT). Visos ITU-T rekomendacijos dėl modemų yra V serijos patentuotus protokolus kuria atskiros modemų įmonės, siekdamos pranokti konkurentus. Dažnai patentuoti protokolai tampa de facto standartiniais protokolais ir iš dalies arba visiškai priimami kaip ITU-T rekomendacijos, kaip atsitiko su daugeliu Microcom protokolų. Aktyviausiai naujus protokolus ir standartus kuria tokios žinomos kompanijos kaip AT&T, Motorolla, U.. S. Robotics, ZyXEL ir kt.

Funkciniu požiūriu modemo protokolus galima suskirstyti į šias grupes:

> Protokolai, apibrėžiantys modemo ir ryšio kanalo sąveikos standartus (V. 2, V. 25):

> Protokolai, reguliuojantys ryšį ir sąveikos tarp modemo ir DTE algoritmus (V. 10, V. 11, V. 24, V. 25, V. 25bis, V. 28);

> Moduliavimo protokolai, nustatantys pagrindines modemų, skirtų dial-up ir dedikuotiems telefono kanalams, charakteristikas. Tai apima protokolus, tokius kaip V. 17, V. 22, V. 32, V. 34, HST, ZyX ir daugybė kitų;

> Apsaugos nuo klaidų protokolai (V. 41, V. 42, MNP1-MNP4);

> Perduoti duomenų glaudinimo protokolai, tokie kaip MNP5, MNP7, V. 42bis;

Ryžiai. 1. 10. Modemo protokolų klasifikacija

> Protokolai, apibrėžiantys modemų diagnostikos, ryšio kanalų parametrų tikrinimo ir matavimo procedūras (V. 51, V. 52, V. 53, V. 54, V. 56).

> Ryšio parametrų derinimo protokolai jo kūrimo etape (rankos paspaudimas), pavyzdžiui V. 8.

Priešdėliai „bis“ ir „ter“ protokolų pavadinimuose atitinkamai reiškia antrą ir trečią esamų protokolų modifikaciją arba protokolą, susijusį su pirminiu protokolu. Tokiu atveju pradinis protokolas, kaip taisyklė, išlieka palaikomas.

Tam tikrą modemo protokolų įvairovės aiškumą gali suteikti sąlyginė jų klasifikacija, parodyta Fig. 1. 10. 8 SKYRIUS DUOMENŲ GAUDINIMO PROTOKOLIAI

„Telekomunikacijų grandinės ir signalai“ – pagrindinis kursasšiuolaikinio inžinieriaus rengimo sistemoje elektros ir radijo inžinerijos bei radioelektronikos srityje. Jo tikslas – ištirti pagrindinius dėsnius, susijusius su signalų priėmimu, jų perdavimu ryšio kanalais, apdorojimu ir konvertavimu radijo grandinėse.

Šio kurso klausimų spektras yra labai platus. Visų pirma, tai apima signalų teorijos klausimus:

· informacijos ir valdymo signalų spektrinė ir koreliacinė analizė;

· ypatumai spektrinio ir koreliacinė analizė siaurajuosčiai radijo signalai, kompleksinių ir analitinių signalų sąvokų supažindinimas;

· diskrečiųjų ir teorijos pagrindai skaitmeniniai signalai;

· statistinė analizė atsitiktiniai signalai ir trukdžiai, tiriami viename komplekse su deterministiniais signalais.

Antra, kursas „Telekomunikacijų grandinės ir signalai“ apima aukščiau išvardytų signalų konvertavimo linijinėse grandinėse teoriją - periodines ir dažnio atrankines.

Trečia, tai apima pagrindinius netiesinių ir parametrinių įrenginių teorijos principus ir signalų konvertavimą į juos.

Puiki vertėįgijo skaitmeninio signalo apdorojimo teoriją, optimalų signalų apdorojimą trukdžių fone ir pagrindinius sintezės teorijos principus. radijo grandinės- analoginis ir skaitmeninis.

Taigi, studijuodamas discipliną, studentas turėtų žinoti:

· pagrindinės sąvokos: informacija, pranešimas, signalas,

· telekomunikacijų sistemos statybos struktūra,

· telekomunikacijų rūšys,

· komunikacijos kanalo paskirtis ir struktūra,

· pagrindinių fizinių procesų, perduodant informaciją naudojant elektrinius signalus, esmė,

signalų tipai, jų parametrai,

· fizines savybes signalai,

· matematiniai modeliai, rodo periodinius signalus,

periodinių signalų spektrai,

· neperiodinių signalų spektrai;

ir taip pat gali:

· paaiškinti vieno kanalo ryšio sistemos struktūrą,

· paaiškinti pagrindinių pranešimų-signalų ir signalų-pranešimų keitiklių tipų veikimo principą,

· tyrimai spektrinė kompozicija signalai,

· matematiškai ir grafiškai pavaizduoti įvairių tipų signalus,

· sudaryti laiko ir spektrines diagramas pagal signalo parametrus,

· atlikti periodinių ir neperiodinių signalų spektrų laboratorinius tyrimus.

Kursas turi prasidėti nuo pagrindinės telekomunikacijų sąvokos– informacija, pranešimas ir signalas.

Gana dažnai vartojamos informacijos ir pranešimo sąvokos. Šios artimos reikšmės yra sudėtingos ir joms suteikiamos tikslus apibrėžimas nelengva. Žodis „informacija“ kilęs iš lotyniško „informatio“ – paaiškinimas, susipažinimas, suvokimas. Paprastai informacija suprantama kaip informacijos rinkinys, duomenys apie bet kokius įvykius, reiškinius ar objektus. Mes gyvename informacinis pasaulis. Viskas, ką matome, girdime, prisimename, žinome, patiriame, yra skirtingos informacijos formos. Informacijos ir duomenų rinkinys žiniomis tampa tik po to, kai jie yra interpretuojami, atsižvelgiant į šios informacijos vertę ir turinį. Todėl informaciją plačiąja prasme galima apibrėžti kaip žinių apie mus supantį pasaulį visuma. Šiuo supratimu informacija yra svarbiausias išteklius mokslinė, techninė ir socialinė-ekonominė visuomenės raida. Skirtingai nei materialiniai ir energetiniai ištekliai, informacinis išteklius vartojant nemažėja, kaupiasi laikui bėgant, yra gana lengvai ir paprastai apdorojamas, saugomas ir perduodamas dideliais atstumais naudojant technines priemones.

Taigi, pagal informacija suprantama kaip visuma informacijos apie įvykius, procesus ir faktus, vykstančius gyvenime ir negyvoji gamta ir skirtas perdirbti, saugoti ir perduoti.

Naudojamas informacijai perduoti arba saugoti įvairių ženklų(simboliai), leidžiantys jį išreikšti (pavaizduoti) tam tikra forma. Šiuos simbolius gali sudaryti žodžiai ir frazės žmogaus kalba, gestai ir piešiniai, vibracijos formos, matematiniai ženklai ir tt Taigi telegrafo perdavimo metu pranešimas yra telegramos tekstas, kuris yra atskirų simbolių - raidžių ir skaičių - seka. Kalbėdamas telefonu žinutė – tai nuolatinis garso slėgio kitimas laikui bėgant, atspindintis ne tik kalbos turinį, bet ir intonaciją, tembrą, ritmą ir kitas kalbos savybes. Perduodant judančius vaizdus televizijos sistemose, pranešimas parodo vaizdo elementų ryškumo pokyčius laikui bėgant. Todėl forma, kuria žmogus gauna informaciją, gali būti skirtinga.

Pranešimas yra informacijos pateikimo forma.

Pranešimų perdavimas per atstumą vykdomas naudojant bet kokią materialinę terpę (popierių, magnetinę juostelę ir kt.) arba fizinį procesą (garsą ar elektromagnetines bangas, srovę ir kt.).

Vadinamas fizinis procesas, kuris rodo perduotą pranešimą ir sklinda tam tikra kryptimi signalas.

Bet koks fizinis procesas, kuris keičiasi pagal perduodamą pranešimą, gali būti naudojamas kaip signalas. IN modernios sistemos ryšiams dažniausiai naudojami elektros signalai. Fizinis dydis, apibrėžiantis tokį signalą, yra srovė arba įtampa.

Elektrinė vibracija yra iškviečiamas pranešimas elektrinis signalas.

Signalai generuojami keičiant tam tikrus fizinės terpės parametrus pagal perduodamą pranešimą. Šis procesas (nešlio parametrų keitimas) paprastai vadinamas moduliacija. Visos signalų konversijos bus aptartos tolesnėse kurso dalyse.

Vadinamas techninių priemonių, skirtų pranešimams iš šaltinio vartotojui perduoti, visuma komunikacijos sistema.

Panagrinėkime paprasčiausios vienkanalės ryšio sistemos konstravimo principą, parodytą 1 pav. Pažvelkime į tikslą atskiri elementai diagrama, parodyta šiame paveikslėlyje.

Pranešimų šaltinis Ir gavėjas Vienose ryšių sistemose gali būti žmogus, kitose – įvairių tipų įrenginiai.

Pranešimas signalo keitikliui– transformuojasi pyptelėjimas arba vaizdo signalą į elektrinį signalą.

Siųstuve pirminis signalas (dažniausiai žemo dažnio) paverčiamas antriniu (aukšto dažnio) signalu, tinkamu perduoti naudojamu kanalu. Ši konversija atliekama moduliuojant.

Ryšio linija paskambino fizinė aplinka ir aparatūros rinkinys, naudojamas signalams iš siųstuvo į imtuvą perduoti. Sistemose elektros komunikacija- tai, visų pirma, kabelis arba bangolaidis, radijo ryšio sistemose - erdvės sritis, kurioje elektromagnetinės bangos sklinda iš siųstuvo į imtuvą. Perdavimo metu kanalo signalas gali būti iškraipytas, nes jis gali būti uždėtas trukdžių .

Imtuvas apdoroja gautą vibraciją , kuri yra gaunamo iškraipyto signalo ir trukdžių suma ir iš jo atkuria siunčiamą signalą (jis irgi bus kiek iškraipytas).

Signalo į pranešimą keitiklis paverčia signalą į pranešimą, kuris su tam tikra klaida rodo perduotą pranešimą a. Kitaip tariant, imtuvas, remdamasis bangos formos analize, turi nustatyti, kuris iš galimi pranešimai perduota. Todėl priimantis įrenginys yra vienas atsakingiausių ir sudėtingi elementai ryšių sistemos.

Autorius protas perduotus pranešimus atskirti sekančių sistemų jungtys:

· kalbos perdavimas (telefonija);

· teksto perdavimas (telegrafija);

· nejudančių vaizdų perkėlimas (faksas);

· judančio vaizdo perdavimas (televizorius), telematavimas, nuotolinis valdymas;

· duomenų perdavimas.

Pagal paskirtį telefonas Ir televizija sistemos skirstomos į:

transliacija, kitokia aukštas laipsnis meninis pranešimų atgaminimas;

· profesionalus, turintis specialų pritaikymą (oficialios komunikacijos, pramoninė televizija ir kt.).

Sistemoje telemetrija matuojamas fizikinis dydis (temperatūra, slėgis, greitis ir kt.) naudojant jutiklius paverčiamas pirminiu elektros signalu, patenkančiu į siųstuvą. Priėmimo gale perduodama fizinis kiekis arba jo pokyčiai yra izoliuojami nuo signalo ir stebimi arba registruojami naudojant registravimo priemones. Sistemoje nuotolinis valdymas perduodamos komandos automatiškai atlikti tam tikrus veiksmus. Dažnai šios komandos generuojamos automatiškai, remiantis telemetrinės sistemos perduodamais matavimo rezultatais.

Įdiegus itin efektyvius kompiuterius, atsirado poreikis sparčiai plėtoti duomenų perdavimo sistemas, užtikrinančias informacijos mainus tarp skaičiavimo priemonių ir automatizuotų valdymo sistemų objektų. Šis telekomunikacijų tipas, palyginti su telegrafo ryšiu, skiriasi labiau aukšti reikalavimai informacijos perdavimo greičiui ir tikslumui.

Dabar pažvelkime į komunikacijos kanalo koncepciją. Ryšio kanalas yra priemonių rinkinys, užtikrinantis signalo perdavimą iš tam tikro sistemos taško A į tašką B (2 pav.). Taškai A ir B gali būti pasirinkti savavališkai, svarbiausia, kad signalas praeitų tarp jų. Ryšio sistemos dalis, esanti iki taško A, yra signalo šaltinisšiam kanalui. Jeigu į kanalo įvestį ateinantys ir iš jo išvesties paimti signalai yra diskretūs (lygiais), tai kanalas vadinamas diskretiškas.

Jei kanalo įvesties ir išvesties signalai yra ištisiniai (lygyje), tada kanalas vadinamas tęstinis. Taip pat yra diskretiškas-nepertraukiamas Ir tęstinis-diskretus kanalai, kurie gauna atskirus signalus kaip įvestį ir nuolatinius signalus kaip išėjimą, arba atvirkščiai.

Pažymėtina, kad kai kurie blokai 2 paveikslo diagramoje nenurodyti, nes jų struktūra priklauso nuo ryšio sistemos tipo ir kanalo tipo.

Kanalų, kuriais perduodami signalai, tipų yra daug ir įvairių. Išskirti laidinio ryšio kanalai(antena, kabelinė, optinė ir kt.) ir radijo ryšio kanalai.

Kabelių linijos ryšiai yra tolimojo ryšio magistralinių tinklų pagrindas, jie perduoda signalus dažnių diapazone nuo dešimčių kHz iki šimtų MHz. Šviesolaidinės ryšio linijos yra labai perspektyvios. Jie leidžia užtikrinti labai didelį pralaidumą 600–900 THz diapazone (šimtai televizijos kanalų arba šimtai tūkstančių telefono kanalų).

Kartu su laidinio ryšio linijomis plačiai naudojamos įvairaus diapazono (nuo šimtų kHz iki dešimčių GHz) radijo linijos. Šios linijos yra ekonomiškesnės ir nepakeičiamos bendraujant su judančiais objektais. Radijo relinės linijos (RRL) metro, decimetro ir centimetro diapazonuose, kurių dažnis yra nuo 60 MHz iki 15 GHz, plačiai paplito daugiakanaliam radijo ryšiui. Visi didesnis pritaikymas rasti palydovinio ryšio linijas - RRL su įjungtu kartotuvu dirbtinis palydovasŽemė (palydovas). Šioms ryšio linijoms (sistemoms) skiriami 4–6 ir 11–275 GHz dažnių diapazonai. Didelis atstumas su vienu kartotuvu palydove, lankstumas ir galimybė organizuoti pasaulinį ryšį yra svarbūs palydovinių sistemų pranašumai.